人教版選修3 3.1 體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育 學(xué)案.doc

一、胚胎工程的概念1理論基礎(chǔ)：哺乳動物受精和早期胚胎發(fā)育規(guī)律。2操作對象：動物早期胚胎或配子。3操作水平：多種顯微操作。4處理技術(shù)種類：體外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干細胞培養(yǎng)等。5經(jīng)過處理后獲得的胚胎，還需移植到雌性動物體內(nèi)生產(chǎn)后代，以滿足人類的各種需求。二、精子和卵子的發(fā)生(哺乳動物) 1精子的發(fā)生(1)場所：睪丸的曲細精管。(2)時間：從初情期開始，直到生殖機能衰退。(3)過程第一階段：精原細胞大量精原細胞初級精母細胞。第二階段：一個初級精母細胞兩個次級精母細胞四個精子細胞。第三階段：精子細胞精子。(4)形態(tài)：哺乳動物成熟的精子外形似蝌蚪，分頭、頸和尾三大部分。2卵子的發(fā)生(1)場所：卵巢和輸卵管。(2)時期：在性別分化以后。(3)過程：卵原細胞初級卵母細胞次級卵母細胞和第一極體卵子和兩個極體。三、受精1卵子受精的標志：當在卵細胞膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個極體時，說明卵子已經(jīng)完成了受精。2場所：受精是在輸卵管內(nèi)完成的。3過程：包括受精前的準備階段和受精階段。(1)受精前的準備階段精子獲能：精子必須在雌性動物的生殖道內(nèi)發(fā)生相應(yīng)生理變化后，才能獲得受精能力。卵子的準備：當卵子在輸卵管內(nèi)達到減數(shù)第二次分裂中期時，才具備受精能力。(2)受精階段頂體反應(yīng)：精子獲能后與卵子相遇時，精子頂體釋放頂體酶，溶解卵丘細胞之間的物質(zhì)，形成精子穿越放射冠的通路。透明帶反應(yīng)：穿過放射冠的精子經(jīng)孔道穿越透明帶，接觸卵細胞膜，隨即產(chǎn)生阻止后來的精子進入透明帶的生理反應(yīng)。卵細胞膜反應(yīng)：當精子與卵細胞膜接觸后，立即被卵細胞膜表面的微絨毛抱合，并發(fā)生膜融合，精子入卵。此時卵細胞膜立即發(fā)生卵細胞膜反應(yīng)阻止其他精子再進入卵內(nèi)。原核形成及配子結(jié)合a雄原核形成：精子入卵后，尾部脫離，原有核膜破裂，隨后形成新核膜，最后形成雄原核。b雌原核形成：被激活的卵子完成減數(shù)第二次分裂，排出第二極體后，形成雌原核。c配子結(jié)合：雄、雌原核充分發(fā)育后，相向移動，彼此接觸，體積縮小、合并，形成一個含二倍染色體的合子，也就是受精卵。四、胚胎發(fā)育1卵裂期的特點：有絲分裂，細胞數(shù)量增多，胚胎總體積并不增加或略有縮小。2早期胚胎發(fā)育的幾個階段(1)桑椹胚(2)囊胚(3)原腸胚共研探究1精子的發(fā)生及變形哺乳動物精子的發(fā)生是在睪丸(圖1)內(nèi)完成的。試結(jié)合下面的材料，探討精子的發(fā)生規(guī)律。(1)各種家畜精子形成的三個階段 (2)由圖2、圖3總結(jié)精子細胞的變形過程精子細胞2結(jié)合圖解歸納卵子的發(fā)生過程(1)場所：卵巢和輸卵管內(nèi)。(2)時期：胚胎在性別分化之后和初情期。(3)過程3解讀精子、卵子形成中的重點(1)精子形成精子細胞變成精子的過程中，細胞中很多結(jié)構(gòu)會消失，而細胞核和線粒體都保留下來，原因是細胞核是精子遺傳物質(zhì)儲存和復(fù)制的場所，也是參與精、卵結(jié)合和后代遺傳特性與細胞代謝活動的控制中心。線粒體是精子進行有氧呼吸產(chǎn)生能量的場所。(2)卵子的形成卵子的外面有輔助結(jié)構(gòu)透明帶，在其外面由卵丘細胞(卵泡細胞)形成放射冠，而卵子外面的膜即卵細胞膜。剛排出的卵子尚未完全成熟，僅完成減數(shù)第一次分裂，需要在輸卵管內(nèi)進一步成熟。排卵指卵子從卵泡中排出，而非卵泡從卵巢中排出。哺乳動物卵巢、卵泡和卵子存在怎樣的關(guān)系？提示：卵巢是卵子形成、卵泡存在的場所，內(nèi)部包含許多不同發(fā)育階段的卵泡。成熟的卵泡可排出卵子。卵子形成過程中，減數(shù)分裂的兩個階段是不連續(xù)的，減數(shù)第一次分裂是在雌性動物排卵前后完成的，減數(shù)第二次分裂是在精子和卵子結(jié)合的過程(受精過程)中完成的。排出的卵子在輸卵管內(nèi)與精子受精。卵子受精的標志是在卵細胞膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個極體。4比較精子、卵子發(fā)生過程中的不同點項目精子發(fā)生卵子發(fā)生場所睪丸的曲細精管(場所唯一)卵巢(m)、輸卵管(m)(場所不唯一)時間初情期開始，直到生殖機能衰退胚胎時期性別分化后和初情期后，m在雌性動物排卵前后完成，m在精子和卵子的結(jié)合過程中(即受精過程中)完成過程特點m和m是連續(xù)的，需變形；細胞質(zhì)均等分配m和m是不連續(xù)的，不需要變形；細胞質(zhì)不均等分配結(jié)果形成 4個精子形成 1個卵細胞和3個極體總結(jié)升華1性原細胞與精子、卵子的產(chǎn)生方式不同。性原細胞經(jīng)有絲分裂產(chǎn)生；精子(卵子)由精(卵)原細胞經(jīng)減數(shù)分裂形成。2精子和卵子的發(fā)生時間不同。哺乳動物卵泡的形成和在卵巢中的儲備，是在出生前完成的，這是精子和卵子在發(fā)生上的區(qū)別。3動物排出的卵子成熟程度不同，有的可能是次級卵母細胞，如豬、羊等；有的可能是初級卵母細胞，如馬、犬等。但它們都要在輸卵管內(nèi)進一步成熟，當達到減數(shù)第二次分裂的中期時，才具備與精子受精的能力。4卵子受精的標志卵子受精的標志是觀察到兩個極體。其原因是第一極體和次級卵母細胞的分裂是不同步的，第一極體分裂遲。理論上，第一極體會分裂形成兩個第二極體，但實際上，多數(shù)哺乳動物的第一極體不進行減數(shù)第二次分裂就退化了。對點演練1如圖是哺乳動物精細胞經(jīng)過變形形成精子的過程示意圖，請分析回答下列問題：(1)精細胞是由_經(jīng)_分裂產(chǎn)生的。(2)圖甲表示精細胞，圖乙表示經(jīng)變形后的精子，請將圖乙中的字母對應(yīng)地填寫在圖甲數(shù)字之后。_，_，_，_，_。(3)精細胞與精子在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上都發(fā)生了變化，因此可以把這一過程看成是_，原因是基因的_。解析：(1)精細胞是由精原細胞經(jīng)減數(shù)分裂形成的。(2)精細胞經(jīng)過變形形成精子時的變化：圖甲中細胞核變?yōu)閳D乙中精子頭的主要部分b，圖甲中高爾基體發(fā)育為圖乙中精子頭的頂體a，圖甲中中心體演變?yōu)閳D乙中精子的尾e，圖甲中線粒體形成圖乙中的線粒體鞘d，圖甲中其他物質(zhì)濃縮成圖乙中的原生質(zhì)滴c。(3)精細胞與精子在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上都發(fā)生了變化，這一過程發(fā)生了細胞分化，是基因選擇性表達的結(jié)果。答案：(1)精原細胞減數(shù)(2)cbaed(3)細胞分化選擇性表達共研探究受精是精子與卵子結(jié)合形成合子(即受精卵)的過程。它包括受精前的準備階段和受精階段。閱讀教材，觀察圖示并回答相關(guān)問題。1在自然條件下，受精是在雌性動物的輸卵管內(nèi)完成的。哺乳動物的受精過程主要包括：精子穿越放射冠和透明帶，進入卵細胞膜，原核形成和融合。2準備階段(1)精子獲能：必須在雌性動物生殖道內(nèi)發(fā)生相應(yīng)的生理變化后，才能獲得受精能力。(2)卵子的準備：在輸卵管內(nèi)進一步成熟，達到m中期時才具備與精子受精的能力。3受精階段四步曲第一步：精子穿越放射冠和透明帶。頂體反應(yīng)使頂體內(nèi)的酶釋放出來并溶解放射冠內(nèi)卵丘細胞之間的物質(zhì)，透明帶反應(yīng)是防止多精入卵受精的第一道屏障。第二步：精子進入卵細胞膜。卵細胞膜反應(yīng)是防止多精入卵受精的第二道屏障。第三步：原核形成。雄原核形成和雌原核形成。第四步：配子結(jié)合。雌、雄原核融合形成合子(受精卵)。4受精的標志：在卵細胞膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個極體。5受精過程中關(guān)鍵點的解讀(1)剛剛排出的精子，不能立即與卵子受精，精子需要在雌性生殖道內(nèi)發(fā)生相應(yīng)的生理變化，如呼吸速率增強、膜代謝加強、運動形式改變等，然后才能獲得受精的能力。(2)精子、卵子受精過程中發(fā)生頂體反應(yīng)、透明帶反應(yīng)和卵細胞膜反應(yīng)。(3)通過頂體反應(yīng)形成精子穿越放射冠和透明帶的通路。(4)防止多精入卵有兩道屏障，一是透明帶反應(yīng)，二是卵細胞膜反應(yīng)。通過兩道屏障保證受精卵中遺傳物質(zhì)與親代體細胞一致，從而保證遺傳的穩(wěn)定性。(5)卵子受精的標志是在卵細胞膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個極體；受精過程結(jié)束的標志是雌、雄原核融合形成合子。總結(jié)升華1受精過程中重要的生理作用(1)精子獲能：即精子必須在雌性動物生殖道內(nèi)發(fā)生相應(yīng)生理變化后，才能獲得受精能力。(2)卵子的準備：即卵子在輸卵管內(nèi)達到減數(shù)第二次分裂中期時，才具備與精子受精的能力。(3)頂體反應(yīng)：精子獲能后與卵子相遇時，精子頂體釋放頂體酶，溶解卵丘細胞之間的物質(zhì)，形成精子穿越放射冠的通路。(4)透明帶反應(yīng)：穿過放射冠的精子經(jīng)孔道穿越透明帶，接觸卵細胞膜，隨即產(chǎn)生阻止后來精子進入透明帶的生理反應(yīng)。(5)卵細胞膜反應(yīng)：當精子與卵細胞膜接觸后，立即被卵細胞膜表面的微絨毛抱合，并發(fā)生膜融合，精子入卵。此時卵細胞膜立即發(fā)生拒絕其他精子再進入卵內(nèi)的生理反應(yīng)。2區(qū)分“頂體反應(yīng)”、“透明帶反應(yīng)”、“卵細胞膜反應(yīng)”的方法(1)從發(fā)生時間看：頂體反應(yīng)發(fā)生在精子與卵子相遇時；透明帶反應(yīng)發(fā)生在精子觸及卵細胞膜的瞬間；卵細胞膜反應(yīng)發(fā)生在精子入卵后。(2)從生理作用看：頂體反應(yīng)是頂體內(nèi)釋放的酶直接溶解卵丘細胞間的物質(zhì)使精子穿越放射冠；透明帶反應(yīng)是防止多個精子穿越透明帶，是防止多精入卵的第一道屏障；卵細胞膜反應(yīng)也是防止其他精子入卵，是防止多精入卵的第二道屏障。對點演練2根據(jù)哺乳動物受精過程示意圖，回答下面的問題：(1)圖中字母表示的結(jié)構(gòu)名稱是a._，b._，c._。(2)圖中數(shù)字表示的過程是_，_，_，_。(3)在精卵相遇之前，精子在雌性動物生殖道內(nèi)發(fā)生相應(yīng)的生理變化，具有了受精能力，這個過程叫做_。卵子一般在排出后都要在_中進一步成熟，當達到_時，才具備與精子受精的能力。(4)動物胚胎是由合子經(jīng)有絲分裂形成的，合子只由一個精子和卵子結(jié)合的生理基礎(chǔ)是_。解析：(1)據(jù)圖可知a是放射冠，b 是雄原核，c是雌原核。(2)據(jù)圖可判斷是精子穿越放射冠，是精子穿過透明帶，是精子進入卵細胞膜，是雌、雄原核融合。(3)精卵相遇之前，精子在雌性動物生殖道內(nèi)發(fā)生相應(yīng)的生理變化，具備了受精能力，這個過程叫做精子獲能。卵子在排出后一般都要在輸卵管中進一步成熟，達到減數(shù)第二次分裂中期時，才具備與精子受精的能力。(4)受精時的透明帶反應(yīng)和卵細胞膜反應(yīng)是防止多精入卵受精的兩道屏障。答案：(1)放射冠雄原核雌原核(2)精子穿越放射冠精子穿過透明帶精子進入卵細胞膜雌、雄原核融合(3)精子獲能輸卵管減數(shù)第二次分裂中期(4)透明帶反應(yīng)和卵細胞膜反應(yīng)共研探究合子形成后即在輸卵管內(nèi)進行有絲分裂，開始發(fā)育，如圖為胚胎發(fā)育過程，結(jié)合圖示回答相關(guān)問題：1卵裂期(1)場所：最初在輸卵管，后移入子宮。(2)分裂方式：有絲分裂。(3)特點：卵裂速度快，細胞未生長即進入下次分裂。dna、細胞的數(shù)量不斷增加，每個細胞體積越來越小，但胚胎的總體積并不增加或略有縮小，有機物的種類增加而含量降低。2桑椹胚卵裂形成 32個細胞左右的胚，每一個細胞都屬于全能細胞。3囊胚(1)組成：內(nèi)細胞團(內(nèi)部細胞)、滋養(yǎng)層細胞(外部細胞)、囊胚腔。(2)特點：細胞已分化。(3)分化結(jié)果：內(nèi)細胞團將來發(fā)育為胎兒的各種組織，滋養(yǎng)層細胞將來發(fā)育為胎膜和胎盤。4原腸胚5胚胎發(fā)育的過程及應(yīng)用(1)早期胚胎發(fā)育經(jīng)歷哪幾個階段？提示：受精卵桑椹胚囊胚原腸胚。(2)結(jié)合教材p67“資料分析”，回答下列問題。根據(jù)表格資料，馬的胚胎進入子宮時發(fā)育程度最高。將體外培養(yǎng)的馬胚胎移植到母馬子宮時，應(yīng)選擇什么階段的胚胎？如果換成牛又該怎樣處理？提示：馬應(yīng)選擇囊胚階段的胚胎。在自然情況下，牛胚胎雖然最早可在816細胞階段進入子宮，但為了提高移植后胚胎的發(fā)育率和妊娠率，在實踐中通常用發(fā)育到囊胚階段的胚胎進行移植?？偨Y(jié)升華1個體發(fā)育的過程和順序2卵裂期細胞或物質(zhì)的變化規(guī)律項目細胞數(shù)目每個細胞體積dna總量有機物總量物質(zhì)種類所含能量變化增多減小增多減少增多減少【易錯易混】(1)個體發(fā)育的起點是受精卵，終點是性成熟的個體。(2)受精卵是新生命的第一個細胞，其全能性最高。細胞全能性隨發(fā)育的深化而降低。(3)桑椹胚階段以前的細胞均未分化，細胞全能性最高，是進行胚胎分割的最佳時期。(4)個體發(fā)育過程中，從囊胚階段開始出現(xiàn)細胞分化，但此階段細胞的全能性仍很高，可用于胚胎分割。(5)胚胎發(fā)育中的細胞分裂均為有絲分裂，產(chǎn)生的是體細胞；原腸胚階段是個體發(fā)育中分化程度最高的階段，但應(yīng)注意細胞分化貫穿整個個體發(fā)育過程。(6)早期胚胎發(fā)育的營養(yǎng)物質(zhì)來自卵黃，后期通過胎盤從母體吸收營養(yǎng)物質(zhì)。對點演練3如圖表示哺乳動物胚胎發(fā)育過程的幾個階段，請據(jù)圖回答問題：(1)寫出各個階段的名稱：a_，b._，c._。(2)寫出圖中各標號的名稱：2_，4_，5_，7_，8_。(3)a時期的細胞具有發(fā)育上的_性，b時期開始出現(xiàn)_，c時期開始出現(xiàn)_。(4